电子信息技术(一)——简史

  电子信息技术的起源最早可追述到人类对自然界中“电”的探索与发现。
  1752年美国科学家本杰明·富兰克林进行了著名的费城风筝实验,首次将自然界中的雷电通过导线引入莱 顿瓶中。
  1820年,丹麦科学家奥斯特将一根铂导线放在用玻璃罩着的小磁针上方接通电源,磁针跳动了一下,进而 发现电流的磁效应。
  1831年,英国物理学家迈克尔·法拉第发现了电磁感应现象,并把磁产生电的现象称为“电磁感应”。
  1852年,德国物理学家欧姆研究探讨了电流产生磁力的衰减与导线长度的关系,进而推导出欧姆定律:即 通过某段导体的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。其中电压和电流之间的比例系数被称作”电 阻“,表示导体对电荷的流动所呈现的”阻力“。
  随后,英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出了著名的麦克斯韦方程组,预言了电磁波的存在。
  1873年,德国物理学家赫兹首次用实验证明了电磁波的存在,并在1889年提出光是一种电磁现象。
  1896年,意大利无线电工程师伽利尔摩·马可尼首次通过电磁波传递信息。
  1897年,英国科学家汤姆孙通过实验发现了一种带负电的”粒子“,并称之为”电子“,随之拉开电子研究 的序幕。
  1904年,英国工程师弗莱明发明了人类第一只电子管,标志着人类进入了电子文明时代。随后出现的真空 二极管、真空三极管使得无线电广播迅速发展,进而出现无线电报、收音机等无线通信设备。
  二战结束后,为了克服电子管得局限性,贝尔实验室加紧了对固体电子器件得基础研究,1945年,贝尔实 验室成立了以肖克莱、J.巴丁、W.H.布喇顿为核心的固体物理学研究小组, 1947年12月23日发明点接触晶体管。1949 年肖克莱提出结型晶体管理论 ,1950年由贝尔电话实验室M.斯帕克斯和G.L.皮尔逊制出结型晶体管。晶体管得发明为集 成电路出现的创造了条件,奠定的现代电子技术的基础,拉开了微电子技术和信息化时代的序幕,开创了电子信息的硅文明 时代。
  1958年,美国德州仪器公司首次在一块玻璃板上焊接锗晶体管芯片等元件,成功研究出世界上第一块集成 电路:微小型锗振荡器。
  1961年集成电路开始可以批量生产。
  20世纪60年代初,一块硅片可以集成几十个元器件;20世纪70年代后期,一块30平方mm的硅片已经可以 集成13万个晶体管;20实际90年代以来,超大规模集成电路迅速发展,集成电路工艺也在飞速更迭;到目前的2021年,5 纳米光刻技术已经实现量产。
  但当前集成电路也遇到一些发展瓶颈,想要实现更高的集成度变得越来越困难,因此在实体方向在研究新 的半导体材料,以求达到更好的电气特性,在逻辑方向,量子计算机也不断出现一些研究成果。

  后记:冰冻三尺非一日之寒,千里之行始于足下,电子技术的发展经历无数代先贤艰苦探索与实践,才达 到今天的成果,之所以想以这样一篇电子技术简史开篇,是要警戒自己,要尊重科学,敬畏科学。有幸生在这个时代,能站 在巨人的肩膀上,是何其幸运。生命不息,学习不止,与君共勉!

电子信息技术(一)——简史
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作者
Leo Hou
发布于
2022年2月6日
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